[发明专利]基于区块链激励的wsn数据存储方法

说明书

本发明公开了基于区块链激励的wsn数据存储机制，该方案将传感器网络节点存储的一组数据，看做区块链中的一个区块，采用可证明数据持有(Provable Data Possession，PDP)机制来进行新数据块的挖矿和存储，大大减少了传统区块链中使用PoW机制所产生的大量计算问题，极大减少了电能的消耗。此外，本发明采用保序hash函数比较节点已存储数据和新数据块，能够让新数据存储在最接近已有数据的网络节点中，并只存储不同的子数据块，所以能够大大节约网络节点的存储空间，而且系统給予该节点一个单位的数字货币奖励。

技术领域

本发明涉及基于区块链激励的wsn数据存储机制，属于计算机科学技术领域。

背景技术

无线传感器网络(WSN)是一种分布式传感网络，它的末梢是可以感知和检查外部世界的传感器节点。WSN中的传感器节点通过无线方式通信，网络设置灵活，设备位置可以随时更改，还可以跟互联网进行有线或无线方式的连接。它除了具有无线网络的移动性、断接性等共同特征以外，还具有很多其他鲜明的特点。

但是，通常传感器节点在网络带宽、电池能量和存储空间等都存在严重的制约，导致各节点可能为了保留和节省自己的资源(比如电量、存储空间、CPU计算能力等)，拒绝提供信息转发和数据存储等服务。为此，有些传感器网络采用了积分激励机制和基于博弈论的激励机制等(Zhide Chen，Yihui Qiu，Jingjing Liu，Li Xu.Incentive mechanism forselfish nodes in wireless sensor networks based on evolutionary game，Computers and Mathematics with Applications，62(2011)3378-3388.刘涛，关亚文，熊焰，黄文超，陆琦玮.无人值守WSN中一种具有激励机制的信任管理模型，武汉大学学报(理学版)，2013，Vol.59，No.6，578-582)。

发明内容

目前wsn中的激励机制主要侧重于信息转发，缺乏对于wsn中网络节点的数据存储激励机制。但是无线传感器网络节点的存储容量有限，数据存储能力也是一种的重要资源；为此，本发明专门针对数据存储的激励问题展开研究。

技术方案如下：

特点和优势

可将传感器网络节点存储的一组数据，看做区块链中的一个区块。本发明采用可证明数据持有(Provable Data Possession，PDP)机制来进行新数据块的挖矿和存储。因为本系统采用保序hash函数比较节点已存储数据和新数据块，能够让新数据存储在最接近已有数据的网络节点中，并只存储不同的子数据块，所以能够大大节约网络节点的存储空间，而且系统給予该节点一个单位的数字货币奖励。

基于区块链激励的wsn数据存储机制：给存储数据的节点奖励数字货币(比特币等)，节点存储的数据越多給予的奖励就越多。

符号标记如下：

设G、G_T分别是同为q阶的加法群和乘法群，g和u为G的生成元。在群G、G_T中离散对数问题是难解的，双线性对映射e：G×G→G_T是一个安全的双线性对。

H是一个hash函数。存储的数据块标记为：M＝{m₁，m₂，...，m_n}，每块的PDP认证器为：σ＝{σ₁，σ₁，...，σ_n}；μ是被检验的集成数据块。H₁是一个保序hash函数。

本系统中每个有效的数据块的块头包含下面的内容：

(1)集成到本数据块的数据的Merkle树根：root；

(2)前一个数据块的块头的hsah值；